KR101458864B1 - 정전척 - Google Patents

정전척 Download PDF

Info

Publication number
KR101458864B1
KR101458864B1 KR1020130116246A KR20130116246A KR101458864B1 KR 101458864 B1 KR101458864 B1 KR 101458864B1 KR 1020130116246 A KR1020130116246 A KR 1020130116246A KR 20130116246 A KR20130116246 A KR 20130116246A KR 101458864 B1 KR101458864 B1 KR 101458864B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
chuck
plate
chuck body
heater
adhesive layer
Prior art date
Application number
KR1020130116246A
Other languages
English (en)
Inventor
강창성
Original Assignee
(주)엘케이솔루션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)엘케이솔루션 filed Critical (주)엘케이솔루션
Priority to KR1020130116246A priority Critical patent/KR101458864B1/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101458864B1 publication Critical patent/KR101458864B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/6831—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using electrostatic chucks
    • H01L21/6833—Details of electrostatic chucks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/683—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping
    • H01L21/687—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches
    • H01L21/68714—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support
    • H01L21/68757—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for supporting or gripping using mechanical means, e.g. chucks, clamps or pinches the wafers being placed on a susceptor, stage or support characterised by a coating or a hardness or a material
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02N—ELECTRIC MACHINES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H02N13/00—Clutches or holding devices using electrostatic attraction, e.g. using Johnson-Rahbek effect

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

본 기술에 따른 정전척은 냉각라인을 갖는 척 바디와, 척 바디의 상측에 배치되며, 전극이 내부에 수용되는 척 플레이트와, 척 바디와 척 플레이트 사이에 배치되어 척 플레이트를 가열시키는 히터와, 히터와 척 바디 사이에 배치되어 히터에서 발생된 열이 척 바디 측으로 이동되는 것을 감소시키는 온도전달방지 플레이트를 포함할 수 있다.

Description

정전척{ELECTOSTATIC CHUCK}
본 발명은 정전기를 이용하여 반도체 기판을 클램핑시키는 정전척에 관한 것이다.
최근의 반도체 소자 제조 기술은 건식 가공 공정이 일반화되고 있으며, 이러한 추세에 따라 진공척이나 기계식 척을 대신하여 반도체 소자 제조 공정의 전반에 걸쳐 정전척이 사용되고 있다.
상기의 정전척을 이용하여 반도체 기판을 클램핑하는 원리를 설명하면 다음과 같다.
정전척 상에 반도체 기판을 안착시킨 후 전압 발생부로부터 정전척에 지정된 전류를 인가한다. 그러면 정전척과 반도체 기판 사이에 전위차가 발생되고, 이러한 전위차에 의해 유전 분극 현상이 일어나 반도체 기판과 정전척에 극성이 다른 전하가 대전된다. 이와 같이 대전된 전위에 의해 정전척과 반도체 기판 간에 정전기력이 발생하여 반도체 기판이 클램핑된다.
또, 상기의 정전척은 도 1에 도시된 바와 같이, 척 바디(10)와, 이 척 바디(10)의 일면에 배치되고 전극(25)이 내부에 수용되어 있는 척 플레이트(20)를 포함한다. 여기서 척 바디(10)와 척 플레이트(20)는 접착층(40)에 의해 상호 부착될 수 있다.
척 바디(10)에는 이 척 바디(10)를 냉각시키기 위한 냉각 수단, 예를 들면, 냉각수 또는 냉각된 공기가 순환되는 냉각라인(15)이 형성될 수 있다. 그리고 척 바디(10)에는 척 플레이트(20)를 가열하는 히터(30)가 마련될 수 있는데, 히터(30)는 척 플레이트(20)와 척 바디(10) 사이의 접착층(40)에 배치될 수도 있다.
즉, 반도체 소자를 제조를 위해 정전척을 사용할 때 척 바디(10)는 냉각라인(15)을 통해 냉각되고, 척 플레이트(20)는 히터(30)를 통해 가열된다.
그러면 히터(30)의 열이 척 바디(10)와 척 플레이트(20) 사이의 온도차로 인해 척 플레이트(20)에 비해 상대적으로 온도가 낮은 척 바디(10) 측으로 이동되어 척 플레이트(20)가 원활하게 가열되지 않는 원인이 된다.
동시에 척 바디(10)와 척 플레이(20)트 사이의 접착층(40)에 핫 스팟(Hot spot)이 발생되는 원인이 되며, 이는 반도체 소자의 불량, 예를 들면, 반도체 소자의 선폭, 반도체 소자에 형성되는 물질의 식각비의 변화를 일으킬 수 있다.
본 발명의 실시예는 척 바디와 척 플레이트 사이의 온도차로 인해 척 플레이트가 원활하게 가열되지 않는 것을 방지할 수 있는 정전척을 제공한다.
또, 본 발명의 실시예는 척 바디와 척 플레이트 사이의 온도차로 인해 접착층의 핫 스팟이 발생되는 것을 감소시킬 수 있는 정전척을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 정전척은, 냉각라인을 갖는 척 바디와, 상기 척 바디의 상측에 배치되며, 전극이 내부에 수용되는 척 플레이트와, 상기 척 바디와 상기 척 플레이트 사이에 배치되어 상기 척 플레이트를 가열시키는 히터와, 상기 히터와 상기 척 바디 사이에 배치되어 상기 히터에서 발생된 열이 상기 척 바디 측으로 이동되는 것을 감소시키는 온도전달방지 플레이트를 포함할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 정전척은, 히터에서 발생된 열이 상대적으로 낮은 온도를 갖는 척 바디 측으로 이동되는 것을 히터와 척 바디 사이에 배치되는 온도전달방지 플레이트로 인해 감소시킬 수 있다.
또, 본 발명의 실시예에 따른 정전척은, 히터의 열이 척 바디 측으로 이동되는 것을 감소시킬 수 있으므로 히터의 열이 척 플레이트를 원할하게 가열시킬 수 있다.
또, 본 발명의 실시예에 따른 정전척은, 히터의 열이 척 바디 측으로 이동되는 것을 감소시킬 수 있으므로 척 바디와 척 플레이트 사이의 접착층에서 핫 스팟이 발생되는 것을 방지하여 반도체 소자의 불량을 감소시킬 수 있다.
도 1은 종래의 정전척을 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 정전척을 도시한 단면도이다.
도 3은 도 2의 A부분을 확대 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성요소들의 크기가 과장 또는 축소될 수 있고, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 정전척은, 척 바디(110), 척 플레이트(120), 히터(130) 및 온도전달방지 플레이트(150)를 포함한다.
척 바디(110)는 척 플레이트(120)를 지지하기 위해 마련된 것으로서, 금속 재질, 예를 들면, 알루미늄 재질로 이루어진다. 이러한 척 바디(110)에는 이 척 바디(110)를 냉각시키기 위한 냉각수단, 예를 들면, 차가운 물 또는 공기가 순환되는 냉각라인(115)이 형성된다.
또, 척 바디(110)에는 후술할 척 플레이트(120)의 전극(125)으로 전원을 인가하기 위한 전원인가부재(미도시)가 설치되는 설치공(미도시)이 형성될 수 있고, 척 플레이트(120)에 지지된 반도체 기판을 냉각시키기 위한 헬륨가스 공급라인(미도시)이 형성될 수 있다.
척 플레이트(120)는 반도체 소자 제조를 위한 공정 중 반도체 기판과 직접적으로 접촉된다. 이러한 척 플레이트(120)는 도시된 바와 같이 척 바디(110)의 상측에서 접착층(140)을 통해 고정될 수 있다.
상기의 척 플레이트(120)는 제1플레이트(121)와, 제2플레이트(123) 및 전극(125)을 포함할 수 있다.
제1플레이트(121)는 도시된 바와 같이 ㄷ자 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 제1플레이트(121)는 원판 형상의 평판부와, 이 평판부의 가장자리에서 수직방향으로 연장되는 캡부를 포함할 수 있다. 이러한 제1플레이트(121)는 Al2O3 함량이 99.5% 이상인 고순도 세라믹 플레이트로 이루어질 수 있으며, 척 바디(110)의 헬륨가스 공급라인(미도시)이 연통되는 라인이 형성될 수 있다. 그리고 제1플레이트(121)의 상면에는 반도체 기판을 원활하게 지지할 수 있도록 다수의 돌기(미도시)가 돌출 형성될 수 있다.
전극(125)은 제1플레이트(121)의 내측에 수용될 수 있으며, 외부의 전원인가부재(미도시)에 접속되어 있다. 이러한 전극(125)은 소정 전압된 인가된 상태에서는 반도체 기판과 전극(125) 사이의 쿨롱력 발생에 의해 반도체 기판을 흡착 고정할 수 있다.
제2플레이트(123)는 제1플레이트(121)의 캡부의 내측에 수용되는 전극이 외부로 노출되지 않도록 제1플레이트(121)와 부착된다. 다시 말하면 제2플레이트(123)는 제1플레이트(121)의 캡부의 내측에 배치되되, 전극(125)의 하측에 접착부재(미도시)에 의해 부착될 수 있다. 그리고 제2플레이트(123)의 외면은 제1플레이트(121)의 캡부의 외면과 동일 평면상에 배치되는 것이 바람직하다. 또, 제2플레이트(123)는 제1플레이트(121)와 마찬가지로 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 척 플레이트(20)는 제1플레이트와, 이 제1플레이트의 내측에 수용되는 전극과, 제1플레이트와 전극 중 적어도 하나에 부착되는 제2플레이트를 포함하는 구조를 예로 들어 설명하였으나, 다양한 구조의 척 플레이트가 적용될 수 있음은 당연하다.
히터(130)는 척 바디(110)와 척 플레이트(120)의 사이에 배치될 수 있으며, 척 플레이트(120)를 가열하는 역할을 한다. 이러한 히터(130)는 제1접착층(141)에 의해 척 플레이트(120)와 상호 접합될 수 있고, 제2접착층(143)에 의해 온도전달방지 플레이트(150)와 상호 접합될 수 있다.
온도전달방지 플레이트(150)는 히터(130)와 척 바디(110)의 사이에 배치될 수 있으며, 제3접착층(145)에 의해 척 바디(110)와 상호 접합될 수 있다. 이러한 온도전달방지 플레이트(150)는 히터(130)에서 발생되는 열이 냉각수단이 순환되는 척 바디(110) 측으로 이동되는 것을 감소시키는 역할을 한다.
이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 온도전달방지 플레이트(150)는 이 온도전달방지 플레이트(150)의 상측과 하측에 배치되는 제2접착층(143)과 제3접착층(145) 보다 낮은 열전도율을 갖는 재질로 이루어질 수 있다.
예를 들면, 온도전달방지 플레이트(150)는 폴리이미드 재질로 이루어질 수 있다. 상기의 폴리이미드 재질은 대략 0.15~0.20 W/(mK)의 열전도율을 가지며, 통상적인 접착층 보다 낮은 열전도율을 갖는다.
부연하면, 제2,3접착층(143,145)은 폴리이미드 재질로 이루어진 온도전달방지 플레이트(150) 보다 높은 열전도율을 갖되, 제3접착층(145)은 제2접착층(143) 보다 낮은 열전도율을 가질 수 있다. 제2접착층(143)은 대략 0.80~0.90 W/(mK)의 열전도율을 가질 수 있으며, 제3접착층(145)은 대략 0.27~0.32 W/(mK)의 열전도율을 가질 수 있다. 여기서 제2접착층(143)이 제3접착층(145) 보다 높은 열전도율을 갖는 것은, 히터(130)에서 발생된 열이 온도전달방지 플레이트(150)를 통과하더라도 척 바디(110) 측으로 이동되는 것을 최대한 감소시키기 위함이다.
따라서 본 발명에서는 히터(130)에서 발생된 열이 상대적으로 낮은 온도를 갖는 척 바디(110) 측으로 이동되는 것을 히터(130)와 척 바디(110) 사이에 배치되는 온도전달방지 플레이트(150)로 인해 감소시킬 수 있다.
이로 인해 본 발명에서는 온도전달방지 플레이트(150)로 인해 히터(130)에서 발생된 열이 척 플레이트(120)를 원활하게 가열시킬 수 있다. 또, 본 발명에서는 온도전달방지 플레이트(150)로 인해 척 바디(110)와 척 플레이트(120) 사이의 접착층(140)에서 핫 스팟이 발생되는 것을 방지하여 반도체 소자의 불량을 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
110: 척 바디 115: 냉각라인
120: 척 플레이트 125: 전극
130: 히터 141: 제1접착층
143: 제2접착층 145: 제3접착층
150: 온도전달방지 플레이트

Claims (5)

  1. 반도체 기판을 클램핑하는 정전척에 있어서,
    상기 정전척은,
    냉각라인을 갖는 척 바디와,
    상기 척 바디의 상측에 배치되며, 전극이 내부에 수용되는 척 플레이트와,
    상기 척 바디와 상기 척 플레이트 사이에 배치되어 상기 척 플레이트를 가열시키는 히터와,
    상기 히터와 상기 척 바디 사이에 배치되어 상기 히터에서 발생된 열이 상기 척 바디 측으로 이동되는 것을 감소시키는 온도전달방지 플레이트를 포함하고,
    상기 히터와 상기 온도전달방지 플레이트 사이 및 상기 온도전달방지 플레이트와 상기 척 바디 사이에는 접착층이 각각 배치되고,
    상기 온도전달방지 플레이트는 상기 각 접착층 보다 낮은 열전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 정전척.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 온도전달방지 플레이트는 폴리이미드 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 정전척.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 척 플레이트와 상기 히터 사이에 배치되는 접착층을 더 포함하는 정전척.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 온도전달방지 플레이트와 상기 척 바디 사이의 접착층은 상기 히터와 상기 온도전달방지 플레이트 사이의 접착층 보다 낮은 열전도율을 갖는 것을 특징으로 하는 정전척.
KR1020130116246A 2013-09-30 2013-09-30 정전척 KR101458864B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130116246A KR101458864B1 (ko) 2013-09-30 2013-09-30 정전척

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130116246A KR101458864B1 (ko) 2013-09-30 2013-09-30 정전척

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101458864B1 true KR101458864B1 (ko) 2014-11-07

Family

ID=52287222

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130116246A KR101458864B1 (ko) 2013-09-30 2013-09-30 정전척

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101458864B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102400988B1 (ko) * 2022-03-10 2022-05-23 (주)파웰 코퍼레이션 정전척 본딩용 오토클레이브 장치
US11728198B2 (en) 2018-08-27 2023-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrostatic chuck and wafer etching device including the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100114936A (ko) * 2008-02-26 2010-10-26 쿄세라 코포레이션 웨이퍼 지지 부재와 그 제조 방법, 및 이것을 사용한 정전 척
JP2011244011A (ja) * 2004-12-02 2011-12-01 Lam Research Corp 空間温度分布の制御方法及び装置
KR20120120373A (ko) * 2010-01-29 2012-11-01 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 정전척 장치
JP2013120835A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Shinko Electric Ind Co Ltd 基板温調固定装置及びその製造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011244011A (ja) * 2004-12-02 2011-12-01 Lam Research Corp 空間温度分布の制御方法及び装置
KR20100114936A (ko) * 2008-02-26 2010-10-26 쿄세라 코포레이션 웨이퍼 지지 부재와 그 제조 방법, 및 이것을 사용한 정전 척
KR20120120373A (ko) * 2010-01-29 2012-11-01 스미토모 오사카 세멘토 가부시키가이샤 정전척 장치
JP2013120835A (ja) * 2011-12-07 2013-06-17 Shinko Electric Ind Co Ltd 基板温調固定装置及びその製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11728198B2 (en) 2018-08-27 2023-08-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Electrostatic chuck and wafer etching device including the same
KR102400988B1 (ko) * 2022-03-10 2022-05-23 (주)파웰 코퍼레이션 정전척 본딩용 오토클레이브 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180294177A1 (en) Electrostatic chuck mechanism and semiconductor processing device having the same
KR101905158B1 (ko) 국부적으로 가열되는 다-구역 기판 지지부
KR20140051961A (ko) 디척 어시스트된 웨이퍼 후측 플라즈마를 갖는 정전 척
JP2000332091A (ja) 静電チャックおよび処理装置
JP6165452B2 (ja) プラズマ処理装置
JPH10223621A (ja) 真空処理装置
KR101246670B1 (ko) 반도체 제조설비의 정전척
KR101458864B1 (ko) 정전척
WO2019155808A1 (ja) 基板載置台及びこれを備えたプラズマ処理装置及びプラズマ処理方法
JP7198915B2 (ja) 静電チャック
TWI747104B (zh) 能提高控溫精度的基板安裝台及電漿處理設備
US20150013938A1 (en) Supporting member and substrate processing apparatus
JP4355159B2 (ja) 静電吸着ホルダー及び基板処理装置
JP5689427B2 (ja) 結露のない熱チャック
JP2016529735A (ja) 静電チャック用障壁層
JP3188070B2 (ja) 熱電発電モジュール
CN111987031B (zh) 卡盘装置及半导体设备
CN219917115U (zh) 一种静电吸附系统及其陶瓷静电吸盘
TW201532112A (zh) 等離子體處理裝置及靜電卡盤與靜電卡盤的製作方法
KR200492187Y1 (ko) 세라믹히터의 열선케이블 결합용 연결볼트
KR20020070668A (ko) 일체형 전기 칠러 및 이를 이용한 복합형 정전척
KR100845508B1 (ko) 웨이퍼 고정용 정전척의 알에프전극 로드 연결 장치
JP4732978B2 (ja) サーモチャック装置およびサーモチャック装置の製造方法
KR100812216B1 (ko) 웨이퍼 고정용 정전척의 히터전원 로드 연결 장치
JP2004158547A (ja) ヒータ

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20171026

Year of fee payment: 4